高性能固体電池用の金属酸化物ナノフィルムの調整補助精密構築
Sijie Guo1,2, Yutao Li3, Bing Li1
1CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology and Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences (CAS) Beijing 100190, People's Republic of China.
Journal of the American Chemical Society
|January 26, 2022
まとめ
新しいウェット化学法により,固体電池 (SSB) の均一なナノフィルムが作られ,インターフェイス抵抗が著しく減少し,サイクル寿命が改善されます. この低コストの技術は,高度なバッテリー開発のための蒸気堆積のスケーラブルな代替手段を提供します.
科学分野:
- 材料科学
- 電気化学
- エネルギー貯蔵
背景:
- 固体電池 (SSB) は,固体電解質 (SSE) と電極,特にリチウム金属アノドの間のインターフェイス接触が悪いという課題に直面しています.
- 原子層の堆積など,人工の中間ナノフィルムを作成するための現在の方法は,コストが高く,エネルギーが集約され,層ごとに自然に遅いです.
研究 の 目的:
- ナノスケールの精度でSSBの陽極/固体電解質インターフェースを設計するための,簡単で低コストの湿気化学製造プロセスを開発する.
- この方法がインタフェースの接触とバッテリーの性能を向上させるのに有効であることを実証する.
主な方法:
- 機能的ポリマーとしてポリアクリル酸で開始された協調補助堆積プロセスを利用した.
- 制御された表面反応により,金属先駆体分布と分解を調節し,均一で割れ目のない金属酸化物ナノフィルムを形成します.
- 石榴石構造のLi6.5La3Zr1.5Ta0.5O12 (LLZT) セラミックSSEに人工Al2O3ナノフィルムを積んだ.
主要な成果:
- Li/LLZTのインターフェイス抵抗を2079.5から8.4 Ωcm2に大幅に低下させました.
- 組み立てられたSSBには非常に長いサイクルの寿命が示されています.
- 高容量ニッケル豊富なカトド (LiNi0.83Co0.07Mn0.1O2) を使用して,4.8mgcm−2の負荷で201.5mAhg−1を供給する.
結論:
- 溶液ベースの経路は,SSBの製造のための蒸気ベースの堆積技術に対する手頃な価格とスケーラブルな代替手段を提供します.
- この戦略は,実用的なアプリケーションのための高性能SSBの開発を加速します.
- 設計されたインターフェースは,固体電池の電気化学性能と安定性を大幅に向上させます.
